JP7156099B2 - 円形材の製造方法 - Google Patents
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Description
[鍛造装置1]
図1は、第1実施形態の鍛造装置1の断面図である。鍛造装置は軸対称形状であるため、図1では円柱素材5の中心軸に沿った片側断面を示す。図1を参照して、鍛造装置1は、第1上型2と、第2上型3と、下型4とを含む。鍛造装置1は、円柱素材に据込鍛造を施す。
続いて、第1実施形態の円形材の製造方法について説明する。第1実施形態の円形材の製造方法は、中央部圧下工程と、拘束工程と、異速度圧下工程と、同速度圧下工程と、を含む。第1実施形態の円形材の製造方法では、上述した第1実施形態の鍛造装置1を用いる。
図2は、第1実施形態の中央部圧下工程を示す断面図である。図2を参照して、中央部圧下工程では、ラムがボルスタプレートを下降させる。これにより、第1上型2及び第1上型2に吊り下げられている第2上型3が下降する。中央部圧下工程では、第1上型2が円柱素材5の中央部6を圧下し、第2上型3は円柱素材5を圧下しない。円柱素材5の中央部6を圧下すると、円柱素材5は半径方向の外側に向かって変形する。
図3は、第1実施形態の拘束工程を示す断面図である。図3を参照して、拘束工程においても、第1上型2による円柱素材の中央部6の圧下は継続されている。中央部6の圧下により変形している円柱素材5の半径方向の外側には、第1上型2とともに下降した第2上型3の側壁部8が存在する。そのため、第1上型2による中央部6の圧下が進むと、変形している円柱素材5の外周面9が第2上型3の側壁部8に当たる。これにより、円柱素材5の半径方向の変形が拘束される。
図5は、第1実施形態の異速度圧下工程の初期を示す断面図である。図5を参照して、拘束工程で円柱素材5の半径方向の変形を拘束した後、第1上型2はさらに円柱素材5の中央部6を圧下する。これにより、円柱素材5は半径方向に変形しようとするが、円柱素材5の半径方向の変形は側壁部8により拘束されている。上述したように第2上型3は第1上型2に吊り下げられている。さらに、第2上型3の側壁部8は、抜き勾配を有するため、僅かに傾斜している。そのため、半径方向に変形する円柱素材5が側壁部8に与える力によって、第2上型3は第1上型2に対して相対的に上昇する。したがって、第2上型3の下降速度は、第1上型2の下降速度よりも遅い。言い換えると、円柱素材の縁部7の圧下速度は、中央部6の圧下速度よりも遅い。なお、本明細書において「圧下」とは、金型により円柱素材の形状が変化することを意味する。したがって、第2上型3の第1上型2に対する上昇(スライド)により円柱素材5の縁部7の形状は変化するため、この形状の変化も圧下に含まれる。
図7は、第1実施形態の同速度圧下工程を示す断面図である。図7を参照して、同速度圧下工程は異速度圧下工程の後に実施される。第2上型3の第1上型2に対する上昇が終了した後、ボルスタプレートはさらに下降する。この場合、第2上型3は第1上型2に対してスライドしないため、第2上型3は第1上型2と一体となって下降する。すなわち、同速度圧下工程では、第1上型2による円柱素材5に対するの圧下速度は第2上型3の圧下速度と同じである。すなわち、円柱素材5の中央部6が第1上型2によって圧下され、円柱素材5の縁部7が第2上型3によって中央部6と同じ圧下速度で圧下される。その後、第1上型2及び第2上型3は下死点に到達する。第1上型2及び第2上型3が下死点に到達すると、鍛造荒地が得られる。
続いて、第2実施形態の円形材の製造方法について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点のみ説明し、第1実施形態と同じ点は説明を省略する。まず、第2実施形態の鍛造装置について説明する。
図10は、第2実施形態の鍛造装置1の断面図である。図10を参照して、鍛造装置1の下型4は、第1下型4Aと、第2下型4Bとを含む。
続いて、第2実施形態の円形材の製造方法について説明する。第2実施形態の円形材の製造方法は、上述した第2実施形態の鍛造装置1を用いる。第2実施形態の円形材の製造方法は、第1実施形態の製造方法に加えて、加圧工程を含む。以下、図11~図13を参照して、第2実施形態の円形材の製造方法について説明する。
図11を参照して、第2実施形態の製造方法においても第1実施形態と同様に、まず円柱素材5の中央部6を圧下する中央部圧下工程、円柱素材5の縁部7の外周面9の半径方向への変形を拘束する拘束工程が実施される。
2:第1上型
3:第2上型
4:下型
5:円柱素材
6:中央部
7:縁部
8:側壁部
9:外周面
Claims (5)
- 中央部と、外周面を有する縁部とを含む円柱素材から円形材を製造する方法であって、
前記円柱素材の中央部を圧下し、前記円柱素材を半径方向に変形させる工程と、
前記半径方向に変形している円柱素材の前記半径方向の変形を拘束する工程と、
前記円柱素材の前記半径方向の変形を拘束する工程後、前記円柱素材の中央部をさらに圧下し、かつ、前記中央部の圧下速度よりも遅い圧下速度で前記円柱素材の縁部を圧下する工程と、
前記縁部を圧下する工程後、前記円柱素材の中央部及び縁部を同じ圧下速度で圧下する工程と、を備える、円形材の製造方法。 - 請求項1に記載の円形材の製造方法であってさらに、
第1上型と、
前記円柱素材の外周面と対向する側壁部を含み、前記第1上型よりも前記円柱素材の半径方向の外側に配置され、前記第1上型に対して圧下方向にスライド可能な第2上型と、
前記第1上型及び前記第2上型と対向する下型と、を含む鍛造装置に前記円柱素材を配置する工程、を備え、
前記円柱素材を半径方向に変形させる工程では、前記第1上型が前記円柱素材の中央部を圧下し、
前記円柱素材の半径方向の変形を拘束する工程では、前記第2上型の側壁部が前記円柱素材の外周面と接触し、前記円柱素材の半径方向の変形を拘束し、
前記円柱素材の中央部を圧下し、かつ、中央部の圧下速度よりも遅い圧下速度で円柱素材の縁部を圧下する工程では、前記第1上型の下降速度よりも遅い下降速度で前記第2上型が前記円柱素材の縁部を圧下する、円形材の製造方法。 - 請求項2に記載の円形材の製造方法であって、
前記円柱素材の中央部及び縁部を同じ圧下速度で圧下する工程では、前記第1上型は前記第2上型と同時に下死点に到達する、円形材の製造方法。 - 請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の円形材の製造方法であってさらに、
前記円柱素材を半径方向に変形させる工程後、前記円柱素材の縁部を圧下方向と反対方向に加圧する工程を備える、円形材の製造方法。 - 請求項2又は請求項3に記載の円形材の製造方法であってさらに、
前記円柱素材を半径方向に変形させる工程後、前記円柱素材の縁部を圧下方向と反対方向に加圧する工程を備え、
前記鍛造装置の前記下型は、第1下型と、前記第1下型よりも前記円柱素材の半径方向の外側に配置され、前記第1下型に弾性部材を介して取り付けられた第2下型と、を含み、
前記円柱素材の縁部を圧下方向と反対方向に加圧する工程では、前記第2下型が前記円柱素材の縁部を加圧する、円形材の製造方法。
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